道路立交設(shè)計及其發(fā)展

吳劍勛 張宇 趙士坤

摘 要：交叉口是道路網(wǎng)組成的重要部分，各向道路在交叉口連接而形成路網(wǎng)，以溝通各向交通的需要。相交道路上的各種車輛和行人在交叉口集結(jié)、轉(zhuǎn)彎和穿行，容易相互干擾和發(fā)生沖突，這不但會造成車速減慢、交通擁擠堵塞，而且容易發(fā)生交通事故。據(jù)統(tǒng)計，車輛通過信號燈交叉口的延誤時間為全程時間的31%，發(fā)生在交叉口的交通事故率占道路事故總數(shù)的35%—59%。從這一點上看，交叉口是道路交通的咽喉。道路的運輸效率、行車安全、車速、運營費用和通行能力很大程度上取決于交叉口的正確規(guī)劃和良好的設(shè)計。

關(guān)鍵詞：交叉口設(shè)計；行車安全；交通擁堵

1 道路交叉背景

道路交叉是指兩條及以上的道路交匯。公路交叉分為平面交叉和立體交叉。而我國的立交具有很悠久的歷史，可以追溯到公元221年～公元前206年秦朝修建的“復(fù)道”.當(dāng)時在咸陽修建阿房宮，南北宮之間被街道所隔，為了溝通南北宮之間的聯(lián)系，并與外界隔離，在兩宮的樓上修建了“復(fù)道”（又稱閣道），即跨越街市的人行天橋。這是世界上最早的立交工程。隨著汽車工業(yè)的飛快發(fā)展，交通量不斷增大，人們對平面交叉進行了改進，如加寬交叉口車行道，保證交叉口視距，加大轉(zhuǎn)彎半徑，但是還是不能完全的解決交通堵塞問題。后來設(shè)計出了立體交叉。立體交叉使得各車流在不同的高程上行駛，消除和減少了沖突點；車流可以連續(xù)運行，提高了公路的通行能力；大大的節(jié)約了出行的時間。

2 立交設(shè)計的目的

立交設(shè)計在道路交通中起著非常重要的作用。它取代了平面交叉口的信號燈管制，基本上消除了平面交叉中的沖突點，使得車輛快速通過交叉口。提高了通行能力，大大的節(jié)約了通行時間，也為高等級道路的安全、暢通提供了保證。也是一道美麗的風(fēng)景線，美化環(huán)境。

3 立交設(shè)計特征

立體交叉設(shè)計是道路的重要組成部分，與道路工程的其他構(gòu)造物相比，具有重要性、復(fù)雜性、龐大性以及區(qū)域性的特征。

3.1 位置重要，功能明確

立體交叉的位置通常處于兩條或則多條等級較高的交叉點上，它在道路網(wǎng)中起著重要的交通樞紐作用。它具有通行大量車流和車輛車道轉(zhuǎn)換的功能，對于確保車輛快速、安全、通暢的運行起著十分重要的作用。同時，立交也是高速公路控制出入和設(shè)置收費管理設(shè)施的地方。另外，立交的位置通常處于交通發(fā)達(dá)、經(jīng)濟繁榮的地方，其建設(shè)對于當(dāng)?shù)匕l(fā)展經(jīng)濟和促進土地的開發(fā)利用也起著十分重要的作用。

3.2 規(guī)模龐大，造價昂貴

規(guī)模龐大，占地多，投資費用高是立體交叉的又一個特征。一個全互通式立體交叉占地一般為5～8hm2，多的可達(dá)幾十公頃。立交修建費用也十分的昂貴，一座全互通的立交一般費用為2000萬～5000萬，高的可達(dá)上億。

3.3 形式多樣，工程復(fù)雜

立體交叉跨橋與匝道的靈活多變，加上立交區(qū)域的環(huán)境復(fù)雜，使得立體交叉形式千變?nèi)f化，千姿百態(tài)。

它的復(fù)雜性一方面反映在設(shè)計的影響因素的多變性和工程結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性上；另一方面還反映在設(shè)計內(nèi)容的多樣性上。立交設(shè)計包括總體規(guī)劃設(shè)計、路線設(shè)計、橋梁設(shè)計、路基路面設(shè)計以及排水、照明、綠化設(shè)施等各個方面工程設(shè)計項目。因此，立交設(shè)計是一項綜合性強，難度大、涉及面廣、影響因數(shù)多的復(fù)雜工作。

3.4 區(qū)域制約，設(shè)計靈活

立交工程還具有很強的區(qū)域性。它的形式、規(guī)模、造型以及結(jié)構(gòu)尺寸均受到區(qū)域的特征、經(jīng)濟、地形、地物及其他環(huán)境條件的影響，如何緊密結(jié)合區(qū)域條件因地制宜、機動靈活的做好立交設(shè)計具有十分重要的意義。

4 立體交叉設(shè)計的原則

4.1 功能性原則

（1）確保行車安全，減少交叉口行車事故。

（2）車輛行駛快速、順暢，路線短捷，使得交叉口延誤時間短。

（3）行車路線分明。

（4）主次分明，首先保證干道通行。

（5）通行能力大，能滿足遠(yuǎn)景設(shè)計年限的要求。

4.2 經(jīng)濟性原則

（1）投資少，工程費用低。

（2）少拆遷，少占地。

（3）運營費以及車輛的行駛油耗、輪耗、車損最少。

4.3 適應(yīng)性原則

（1）立交方案及布設(shè)硬機動靈活，因地制宜，與環(huán)境條件相適應(yīng)。

（2）立交還應(yīng)該與立交在路網(wǎng)中的地位與作用相適應(yīng)，發(fā)揮在路網(wǎng)中的作用。

（3）立交應(yīng)與周圍的土地利用與開發(fā)以及經(jīng)濟發(fā)展相適應(yīng)。。

4.4 藝術(shù)性原則

立交的造型和結(jié)構(gòu)要保證自身的建筑藝術(shù)的完美性，并具有其獨特的藝術(shù)風(fēng)格。注意與自然環(huán)境相協(xié)調(diào)，達(dá)到和外界相融合的自然美。并且不能對自然景觀產(chǎn)生消弱和破壞的作用。

4.5 立交橋的組成

立交橋的組成由：跨線構(gòu)造物、正線、匝道、變速車道、集散車道組成。

跨線構(gòu)造物是立體交叉實現(xiàn)車流空間分離的主體構(gòu)造物，指設(shè)于地面以上的跨線橋或者地面以下的地道。

正線指相交車道的直行車行道

匝道指供上下相交道路的轉(zhuǎn)彎車輛行駛的連接道

變速車道是為了適應(yīng)車輛變速行駛的要求，而在正線右側(cè)出入口附近所增加的附加車道。

集散車道是為了減少車流匯入高速公共路的交織和出入口數(shù)量，在高速路一側(cè)或者兩側(cè)設(shè)置與其平行且分離的專用道路。

4.6 立交的應(yīng)用范圍及其作用

立交橋是為了保證交通互不干擾，而在道路、鐵路交叉處建造的橋梁。廣泛應(yīng)用于高速公路和城市道路中的交通繁忙地段。按跨越形式分為：①跨線橋。在既有線路之上跨越。又分為分離式和互通式。前者只保證上下層線路的車輛各自獨立通行；后者能使上下層線路的車輛相互通行，在平面和立面上修建復(fù)雜的迂回匝道，占用很多土地。為減少噪聲，多采用預(yù)應(yīng)力混凝土橋。②地道橋。從地下穿越既有線路。由橋洞、引道和附屬結(jié)構(gòu)組成，修建時，需拆遷地下管線，附屬工程量大，遠(yuǎn)不如修建跨線橋經(jīng)濟，且設(shè)計時應(yīng)注意凈空、通風(fēng)、照明、排水和防冰（嚴(yán)寒地帶）等要求。

在城市道路網(wǎng)中，各種道路縱橫交錯，必然會形成許多交叉口，交叉口是道路系統(tǒng)的重要組成部分，是道路交通的咽喉。交匯道路的各種車輛和行人都要在交叉口匯集、通過和轉(zhuǎn)換方向，由于它們之間的相互干擾，會使行車速度降低，阻滯交通，通行能力減小，也容易發(fā)生交通事故。采用立體交叉是解決平面交叉口交通問題最徹底的方法。

4.7 未來立交設(shè)計及其展望

立交橋是一道亮麗的彩虹，并著有城市地標(biāo)性建筑的美譽.其穿插飛躍的橋面點綴于城市道路的交通樞紐點，成為一道帶有韻律和節(jié)奏的風(fēng)景線.

立交橋是根據(jù)時代的發(fā)展和實際的需求而出現(xiàn)的基礎(chǔ)設(shè)施性產(chǎn)物.我們應(yīng)完全理解和相信，在未來的交通建設(shè)階段將更加側(cè)重于向小型化、功能化的方向轉(zhuǎn)移.以便于解決目前因改造現(xiàn)有的城市道路過程中始終受制于拆遷問題的困擾.尤為重要的是，向小型化轉(zhuǎn)變的立交橋，使得建設(shè)投入的資金少，建設(shè)用地的面積小.其突出的功能價值更在于，它可以以覆蓋的形式，將每個交叉路口進行人車分離的建設(shè)改造.確保在各行其道的同時.并能同步實現(xiàn)廢除紅綠燈管制為先決條件的預(yù)期目標(biāo)，在統(tǒng)一行車模式，規(guī)范建橋理論和秩序分配的基本理論常識中.提供標(biāo)準(zhǔn)參照為目的的同時，可確保滿足公眾在出行選擇時的需求，同時合理而公平的提供保障，使所有交通參與者共同獲得安全，獲得便捷.并可讓行進中的車輛在任何類似的環(huán)境中，按照一定的行駛規(guī)律，做線性行駛的操作。

參考文獻

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2 吳瑞麟，沈建武.[城市道路設(shè)計].北京.人民交通出版社.2003.13-15

3 吳兵、李樺編著.《交通管理與控制》.[M].北京市.人民交通出版社.2009年1月.第4版. 書號：ISBN 978-7-114-07539-1.

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作者簡介

吳劍勛（1992-）， 四川簡陽市人， 鄭州大學(xué)水利與環(huán)境學(xué)院道路橋梁與渡河工程專業(yè)

張宇（1993-），黑龍江大慶人，鄭州大學(xué)水利與環(huán)境學(xué)院道路橋梁與渡河工程專業(yè)

趙士坤（1991-），河南南陽人，鄭州大學(xué)水利與環(huán)境學(xué)院道路橋梁與渡河工程專業(yè)